Οι γλυκοζαμινογλυκάνες ή GAG είναι μακριές αλυσίδες υδατανθράκων σακχάρου που βρίσκονται σε πολλά κύτταρα του ανθρώπινου σώματος. Εκτελούν ποικίλες λειτουργίες. Υπό κανονικές συνθήκες, το σώμα διασπά τακτικά τους πολυσακχαρίτες για να αποτρέψει την υπεραφθονία και τα ένζυμα συνήθως μεταβολίζουν αυτά τα πολύπλοκα σάκχαρα στο τέλος της διάρκειας ζωής ενός κυττάρου. Η παρουσία ορισμένων γενετικών διαταραχών γνωστών ως ασθένειες λυσοσωμικής αποθήκευσης, καθιστούν το σώμα ανίκανο να εκτελέσει αυτή τη διαδικασία. Οι ερευνητές μελετούν τα GAG και τη λειτουργία τους σε διάφορες διαδικασίες ασθενειών.
Δομικά στοιχεία πολυσακχαριτών που συνδέονται με άλλα μόρια και σχηματίζουν χιλιάδες παραλλαγές αλυσίδας συνθέτουν τα GAG. Η πλειονότητα των GAG στο σώμα είναι μη πρωτεϊνικά υαλουρονικά οξέα, ενώ άλλα περιλαμβάνουν μόρια χονδροϊτίνης και θειικής ηπαράνης. Αυτά τα GAG παίζουν μεγάλο ρόλο στην κυτταρική ανάπτυξη, επισκευή και αντικατάσταση. Οι αλυσίδες είναι ζωτικής σημασίας συστατικά για την ανάπτυξη πολλών συστημάτων στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των κερατοειδών, των χόνδρων και των τενόντων, του δέρματος και του συνδετικού ιστού.
Οι γλυκοζαμινογλυκάνες που περιέχουν θειική χονδροϊτίνη είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη του εγκεφάλου, του χόνδρου και των ιστών εκτός από τη διασφάλιση της σταθερότητας της νευρωνικής σύναψης. Οι αλυσίδες θειικής ηπαράνης συμμετέχουν στις αναπτυξιακές διαδικασίες και στην αναγέννηση των αιμοφόρων αγγείων μαζί με τη ρύθμιση των ιδιοτήτων πήξης του αίματος. Και τα δύο είναι παρόντα κατά τη διάρκεια φλεγμονωδών διεργασιών και οι ερευνητές πιστεύουν ότι η έλλειψη χονδροϊτίνης συμβάλλει στις αρθριτικές αλλαγές. Πολλοί πιστεύουν ότι τα συμπληρώματα χονδροϊτίνης βελτιώνουν την κινητικότητα των αρθρώσεων ενισχύοντας τη λίπανση.
Το διάμεσο υγρό και οι ουσίες που μοιάζουν με γέλη που βρίσκονται στο σώμα περιέχουν επίσης γλυκοζαμινογλυκάνες που ονομάζονται βλεννοπολυσακχαρίτες, οι οποίοι ρυθμίζουν το ιξώδες των υγρών και επιτρέπουν στους ιστούς να συγκρατούν την υγρασία και να διατηρούν το σωστό σχήμα. Η σωστή ενυδάτωση διασφαλίζει ότι αυτές οι διάμεσες αλυσίδες λειτουργούν επαρκώς. Κατά τη διάρκεια της φυσικής διαδικασίας γήρανσης, η έλλειψη αυτών των ζωτικών υγρών συμβάλλει στην απώλεια ελαστίνης και κολλαγόνου, που προκαλεί την εμφάνιση γραμμών και ρυτίδων. Πολλά καλλυντικά προϊόντα ενσωματώνουν υαλουρονικό οξύ σε μια προσπάθεια να αντικαταστήσουν τα GAG που ο οργανισμός δεν παράγει πλέον.
Όπως και με τα κυτταρικά συστατικά, το σώμα αποβάλλει ή αντικαθιστά τακτικά τις γλυκοζαμινογλυκάνες καθημερινά, αλλά μερικοί άνθρωποι δεν έχουν αυτή την ικανότητα. Άτομα με βλεννοπολυσακχαρίδωση ή γενετικές διαταραχές λυσοσωμικής αποθήκευσης είτε έχουν ανεπαρκή αποθέματα συγκεκριμένων ενζύμων είτε στερούνται εντελώς τα ένζυμα που απαιτούνται για την αποσυναρμολόγηση των GAGs όπως απαιτείται. Οι ασθένειες είναι προοδευτικές και με την πάροδο του χρόνου, επιτρέπουν μη φυσιολογικές συσσωρεύσεις γλυκοζαμινογλυκάνης, οι οποίες καταλήγουν σε πολυσυστηματικά συμπτώματα. Οι συσσωρεύσεις προκαλούν αλλοιωμένη φυσική εμφάνιση, μειωμένη γνωστική λειτουργία, σκελετικές αλλαγές και διεύρυνση οργάνων.
Οι λιποπολυσακχαρίτες είναι συστατικά GAG των βακτηριακών κυτταρικών μεμβρανών. Τα λιπιδικά μπλοκ αυτών των αλυσίδων σχηματίζουν τις ενδοτοξίνες που μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια. Με την καλύτερη κατανόηση αυτών των αλυσίδων GAG, οι ερευνητές αναπτύσσουν τη γνώση για την καταπολέμηση του τρόπου με τον οποίο τα βακτήρια ξεφεύγουν από την αναγνώριση του ανοσοποιητικού συστήματος ή αναπτύσσουν αντίσταση στα αντιβιοτικά. Η έρευνα για τους βλεννοπολυσακχαρίτες παρέχει επίσης πληροφορίες για την ανάπτυξη κακοήθων ιστών.